Измерение потерь холостого хода силовых трансформаторов

Перед тем как выключить трансформатор на параллельную работу, следует проверить его исправность. Для этого применяются совсем несложные измерения. Их определяет ГОСТ и предлагает двумя способами возможность  произвести измерение потерь холостого хода силовых трансформаторов.

Что обозначает холостой ход трансформатора

Общие параметры по потерям  у силового трансформатора определяются двумя величинами: потери в меди и в стали. В меди потери  образуются из-за прохождения нагрузочных величин тока через обмоточные проводники, которые имеют определенные показатели электрического сопротивления.

Потери, которые образуются из стали, получаются из-за токов вихревого типа, а также токов, возникающих в магнитопроводе и при намагничивании. В момент проведения опыта с холостым ходом на одну из обмоток подключают напряжение, а другую оставляют разомкнутой. В этой ситуации трансформатор потребляет мощность в большинстве своем на увеличение магнитных показателей стали магнитопровода, а совсем незначительная часть мощности уходит на нагрев самой обмотки и этими показателями разрешено пренебречь. Именно потери в стали и  определяются как потери холостого хода – ХХ.

Если при этом к разомкнутой части обмотки подключить вольтметр, то получиться измерить напряжение, а коэффициент трансформации подсчитать с использованием двух вольтметров.

Измерение  холостого хода силового трансформатора происходит при запуске следующих станций:

  • если силовые трансформаторы сухого типа или в качестве среды охлаждения и изоляции имеют  диэлектрик жидкий и без горючих свойств;
  • трансформаторы маслонаполненного типа с мощностью превышающей 1600 кВа;
  •  трансформаторное оборудование, которое необходимо для обслуживания собственных нужд электростанции и при этом мощность трансформатора не играет роли.

В период эксплуатации такие измерения происходят лишь для трансформаторов с показателями мощности более 1000 кВА, а также для оборудования, которое прошло капитальный ремонт, который касался замены обмоток или сменой магнитопровода.

Согласно сетевым нормативам возможно измерение потерь холостого хода трансформатора по указанию технического руководства в случае, если есть плохие результаты по показаниям хроматографических измерений газа. Но такая ситуация рассматривается лишь для трансформаторов с наличием обмотки на напряжение 110кВ.

Система и порядок измерений

В первую очередь перед проведением процедуры требуется произвести размагничивание магнитопровода у испытуемого трансформатора. Для этого специальным прибором пропускается постоянный ток по обмотке с той стороны, где есть низкое напряжение. Подключение тока проводится множество раз и каждый раз меняется полярность и  снижается величина.

Один из методов  проведения опыта по измерению потерь,  выглядит следующим образом: 

К одной из обмоток трансформаторного оборудования подключают  произвольное по величине напряжение, которое должно составлять не больше 50% от номинальных показателей. Другая обмотка в этот момент должна быть не загружена, то есть полностью разомкнута.

Трехфазную мощность необходимо  замерять по определенной схеме с применением  двух ваттметров, можно также взять в качестве приборов и три ваттметра. При этом трансформаторное оборудование напряжения должно быть подключено по схеме открытого треугольника. Если меняется трехфазная мощность в системе двух ваттметров, то нужно  учесть алгебраическую сумму показаний приборов. Если сами приборы имеют переключатели для полярности катушек напряжения, то его нужно переставить в плюсовое положение.  Если в этом положении стрелка одного из приборов начнет  уходить ближе к левой стороне аппарата, то необходимо  переключатель установить на отрицательный показатель. В такой ситуации показатели приборов нужно будет не складывать, а отнимать.

В итоге начальные параметры не должны превышать ожидаемые показатели холостого хода более, чем в два раза. Во время каждого следующего подключения показатели уменьшаются на 30-40%. Сама процедура останавливается, когда показатели становятся меньше, чем параметры холостого хода.

Класс точности приборов, которые проводят измерение потерь трансформатора должен быть не меньше, чем 0.5. Для этих работ подходят вольтметры, амперметры, ваттметры. Каждый из этих приборов имеет свои особенности в работе, например, амперметр нужно подключать последовательно в каждую фазу, а вольтметр подключается в линейном режиме. Ваттметр с обмотками подключается строго по  имеющемуся режиму. Показания со всех приборов снимаются после того, как включают напряжение.

Анализ замеров холостого хода

После того, как замеры произведены важно правильно проанализировать готовые результаты. Если результаты были получены в момент приемо-сдаточных типов испытаний или сразу после капитального ремонта, то их в обязательном порядке следует сравнить с протоколом, который  выписал при испытании завод-изготовитель данного оборудования. При этом расхождение не должно составлять более 5%. Если речь идет об однофазном типе трансформатора, то мощность при потерях не должна отличаться более, чем на 10%.

В процессе эксплуатации нормативными документами прописана только возможность сравнивать с номинальным напряжением, а также с показателями мощности  потерь при понижении параметров. Несмотря на то, что ПТЭЭП не нормирует эти отклонения, данные показатели могут оказаться очень ценными, если вдруг оказывается, что трансформатор поврежден. При этом можно не только выявить наличие поломки, но и точно определить, какая именно фаза поломана. Для этого достаточно сравнить путь магнитного потока  фазы. При его возбуждении путь становится длиннее. Ориентируясь на какой фазе он удлинился можно выявить поломанную фазу.Измерение тока холостого хода трансформатора в первую очередь производится  при сборочных процедурах у завода изготовителя. Проводится данная процедура еще до прочих испытаний и опытов, чтобы намагниченность магнитопровода не внесла существенных ошибок в  измерительные процедуры и протоколы. Поэтому при замерах на крупных трансформаторах  на заводе-производителе, все измерения потерь проводятся до момента нагрева или замеров электрического сопротивления обмоток.